DE3103524C2 - Device for separating liquid droplets from flowing gases - Google Patents

Abstract

Eine Vorrichtung zum Abscheiden von Flüssigkeitstropfen aus Gasen ist mit parallelen, in Strömungsrichtung zickzackförmig gestalteten Abscheiderplatten (2) versehen, welche in den Eckbereichen eine rinnenförmige Ausformung (9) aufweist, die den Querschnitt der Strömungskanäle (8) bis zu etwa 2/3 der Breite (a) dieser Kanäle einengt und eine Rinne (10) bildet. Die Ausformungen (9) bewirken eine Umlenkung des Gasstroms zur Erhöhung der Prallwirkung und gewährleisten rinnenseitig einen abrißfreien Flüssigkeitsablauf.A device for separating liquid droplets from gases is provided with parallel separator plates (2) which are zigzag-shaped in the direction of flow and which have a channel-shaped formation (9) in the corner areas, the cross-section of the flow channels (8) up to about 2/3 of the width (A) constricts these channels and forms a channel (10). The formations (9) cause a deflection of the gas flow to increase the impact effect and ensure a tear-free liquid drainage on the channel side.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abscheiden von Flüssigkeitstropfen aus frömenden Gasen, bestehend aus in einem horizontalen Strömungsrohr mit Ji Abstand voneinander stehend angeordneten und in Strömungsrichtung zickzackförmig geformten, Strömungskanäle bildenden Abscheiderplatten, welche in wenigstens einem Eckbereich der etwa rechtwinklig zueinander verlaufenden Plattenabschnitte eine durch *° Ausformung gebildete, vertikal verlaufende Fangrinne mit einem teilkreisförmigen Querschnitt aufweisen.The invention relates to a device for separating liquid droplets from flowing gases, consisting of separator plates which are arranged standing in a horizontal flow pipe at a distance from one another and are zigzag-shaped in the direction of flow, forming flow channels, which in at least one corner area of the plate sections running approximately at right angles to one another have a through * ° Have formation formed, vertically running gutter with a part-circular cross-section.

Zum Abscheiden von Flüssigkeitstropfen aus strömenden Gasen finden in ein Strömungsrohr eingebaute Abscheiderplatten Verwendung, die durch eine wellen- ■*> förmige oder zickzackförmige Gestaltung Prallflächen für die Flüssigkeitströpfchen bilden. Um ein Abreißen des auf den Platten entstehenden Flüssigkeitsfilms durch den starken Gasstrom zu verhindern, werden die Platten mit vertikalen Fangrinnen versehen, welche ⁵" vom Gasstrom nicht beaufschlagte Toträume bilden, in denen das angesammelte Wasser nach unten abfließt. Für die vertikalen Fangrinnen sind verschiedene Bauformen vorgeschlagen worden, die aber alle das Problem eines Flüssigkeitsabrisses nicht zu lösen vermögen. Beispielsweise ist aus der US-PS 19 56 591 eine Abscheidervorrichtung bekannt, bei der zur Bildung der im Querschnitt teilkreisförmigen Fangrinnen ein in den Gasstrom ragender Prallsteg angeformt und die Außenkante abgerundet ist, so daß die vertikale ^h0 Mittelachse dieser Fangrinnen im Strömungskanal liegt. Bei dieser Ausführung reißt der Flüssigkeitsfilm jedoch an den Außenkanten ab, während die Fangrinnen in strömungstechnisch ungünstiger Weise an einer Leerfläche anschließen. Weiterhin ist aus der DE-AS 2148 079 eine Ausführung bekannt, bei der die Fangrinnen aus über die Länge der Wellenberge bzw. Wellentäler durchlaufenden Stegen mit bogenförmigen Segmenten bestehen, deren Hohe größer ist als der halbe Abstand der Platten voneinander. Diese Ausführung hat den Nachteil, daß durch die Lage der Fangleiste an einer strömungstechnisch exponierten Stelle die Gefahr eines frühen Abrisses besteht. Eine Wirbelbildung in der auf der Anströmseite liegenden und voll angeströmten Kammer verhindert das Eindringen des Flüssigkeitsfilms. Das gleiche Problem besteht auch bei der Ausführung nach der DE-AS 23 47 984, bei der die Abscheiderplatten im Bereich der Krümmungskehle zusätzlich vertikale Rippen aufweisen bei den Öffnungen nach der DE-OS 24 39 614, oder bei den im mittleren Bereich der Plattenabschnitte angeordneten, im Querschnitt halbkreisförmigen Fangrini-an. To separate liquid droplets from flowing gases, separator plates built into a flow pipe are used, which through a wave-shaped or zigzag-shaped design form baffles for the liquid droplets. In order to prevent the liquid film on the plates from being torn off by the strong gas flow, the plates are provided with vertical guttering channels which form ⁵ "dead spaces that are not acted upon by the gas flow, in which the accumulated water flows downwards. There are different designs for the vertical guttering channels have been proposed, but none of them are able to solve the problem of liquid separation. For example, US Pat. No. 19 56 591 discloses a separator device in which a baffle bar protruding into the gas flow is formed and the outer edge is rounded to form the cross-sectionally partially circular collecting troughs , so that the vertical ^h0 center axis of these gutters lies in the flow channel. In this version, however, the liquid film tears off at the outer edges, while the gutters adjoin an empty area in a fluidically unfavorable manner. Furthermore, an embodiment is known from DE-AS 2148 079, at which the catch gutters consist of webs with arcuate segments that extend over the length of the wave crests or wave troughs, the height of which is greater than half the distance between the plates. This design has the disadvantage that, due to the position of the air-termination strip at a point exposed to the flow, there is a risk of early demolition. A vortex formation in the chamber on the upstream side and fully exposed to the flow prevents the penetration of the liquid film. The same problem also exists with the design according to DE-AS 23 47 984, in which the separator plates in the area of the curvature groove also have vertical ribs in the openings according to DE-OS 24 39 614, or in the middle area of the plate sections , in cross section semicircular Fangrin i-an.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Fangrinnen derart auszubilden und anzuordnen, daß der Flüssigkeitsfilm weitergehend ohne Abriß in deren Totraum gedrängt wird.In contrast, the invention is based on the object of designing the gutters in this way and to arrange that the liquid film is pushed further without tearing into the dead space.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der teilkreisiörmigc Querschnitt dsr Ausformung einen etwa '/3 bis Vz der Breite der Strömungskanäle entsprechenden Radius hat und daß die vertikale Mittelachse der Ausformung entlang der gedachten Schnittlinie der beiden zugehörigen Plaitenabschnitte verläuft.This object is achieved according to the invention in that the partially circular cross-section of the formation has a radius approximately 1/3 to Vz of the width of the flow channels and that the vertical center axis of the formation runs along the imaginary line of intersection of the two associated plaite sections.

Diese Ausformuhg bildet einen wulstartig in den Strömungskanal ragenden Verdrängungskörper, vor dem einerseits ein Totraum gebildet wird, in dem schon ein Teil des auf dem ersten Plattenabschnitt abgeschiedenen Flüssigkeitsfilms nach unten abfließen kann, der weiterhin den Gasstrom unter Verengung des Strömungsquerschnitts mit erhöhter Geschwindigkeit auf den gegenüberliegenden Plattenabschnitt im Strömungskanal lenkt, dort eine verbesserte Prallabscheidung verursacht und schließlich selbst eine Fangrinne bildet, die nur teilweise im Gasstrom und in strömungstechnisch günstiger Weise an einer Umlenkungsstelle liegt, so daß eine optimal·? Flüssigkeitsabscheidung erreicht wird.This Ausformuhg forms a bead-like displacement body protruding into the flow channel on the one hand a dead space is formed in which a part of the already deposited on the first plate section Liquid film can flow downwards, which continues the gas flow while narrowing the flow cross-section at increased speed on the opposite plate section in the flow channel directs, there causes an improved impact separation and finally a gutter itself forms that only partially in the gas flow and in a fluidically favorable manner at a deflection point so that an optimal ·? Liquid separation is achieved.

Besonders günstige Ergebnisse werden erhalten, wenn der Radius der Ausformung etwa der halben Breite der Strömungskanäle entspricht. Gegebenenfalls kann der Anströmungsquerschnitt der Fangrinne noch dadurch verkleinert werden, daß einer der beiden Plattenabschnitte unter Bildung eines Steges bis etwa zur Mittelachse in die von der Ausformung gebildete Rinne ragt.Particularly favorable results are obtained when the radius of the formation is approximately half that Corresponds to the width of the flow channels. If necessary, the flow cross-section of the gutter can still be be reduced in that one of the two plate sections to form a web to about protrudes to the central axis in the channel formed by the formation.

In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele dargestellt; es zeigtThree exemplary embodiments are shown in the drawing; it shows

Fig. 1 ein Strömungsrohr in einem schematischen Längsschnitt mit zugeordneten Abscheiderplatten,1 shows a flow pipe in a schematic longitudinal section with associated separator plates,

Fig.2 drei geringfügig abgewandelte Abscheiderplatten in einem größeren Maßstab und in einem Querschnitt undFig. 2 three slightly modified separator plates on a larger scale and in a cross section and

F i g. 3 eine dritte Ausführungsform.F i g. 3 shows a third embodiment.

F i g. 1 zeigt einen im Rohrquerschnitt kastenförmigen, einem Strömungsrohr zugeordneten Tropfenabscheider 1, in dem unter Bildung von Strömurigskanälen 8 eine Mehrzahl von Abscheiderplatten 2 stehend angeordnet sind. Jede Abscheiderplatte 2 besteht aus einem parallel zur Strömungsrichtung verlaufenden Einströmabschnitt 3, einem etwa 45° abgewinkelten Piattenabschnitt 4, dem, jeweils um etwa 90^c abgewinkelt, Plattenabschnitte 5 und 6 folgen. Der zur Strömungsrichtung parallel verlaufende Aiisströmabschnitt ist mit 7 bezeichnet. Die zickzackförmig gestalteten Abscheiderplatten 2 sind vorzugsweise ausF i g. 1 shows a drop separator 1, which is box-shaped in the pipe cross-section and is assigned to a flow pipe, in which a plurality of separator plates 2 are arranged in an upright position, forming flow channels 8. Each separator plate 2 consists of an inflow section 3 running parallel to the direction of flow, an approximately 45 ° angled plate section 4, which, each ^{angled by about 90 c} , is followed by plate sections 5 and 6. The airflow section running parallel to the direction of flow is denoted by 7. The zigzag shaped separator plates 2 are preferably made of

Kunststoff geformt können aber auch aus Blech gefertigt sein.Molded plastic can also be made from sheet metal.

In den Eckbereichen zwischen den Plattenabschnitten 4 und 5 bzw. 6, die etwa rechtwinklig zueinander verlaufen, ist jeweils eine rinnenförmige Ausformung 9 vorgesehen, welche an der Innenseite der Ecke eine offene Rinne 10 und auf der Außenseite einen wulstartigen Verdrängungskörper bildet. Diese Ausformung 9 hat einen teilkreisförmigen Querschnitt, der aber auch oval sein kann. Die Mittelachse des ^!0 Querschnitts liegt an der gedachten Schnittlinie der beiden Plattenabschnitte 4,5 bzw. 5,6 und der Radius r entspricht etwa V₃ bis V₃ der Breite a der Strömungskanäle 8. Die Ausformung 9 ragt also an der Spitze der Ecken jeweils etwa V₃ bis ²/₃ der Breite a in den '5 Strömungskanal 8. Vorzugsweise entspricht der Radius r etwa der halben Breite a.In the corner areas between the plate sections 4 and 5 or 6, which run approximately at right angles to each other, a channel-shaped recess 9 is provided, which forms an open channel 10 on the inside of the corner and a bead-like displacement body on the outside. This formation 9 has a partially circular cross-section, but it can also be oval. The center axis of the ^{! 0} cross-section lies on the imaginary line of intersection of the two plate sections 4, 5 and 5, 6 and the radius r corresponds approximately to V ₃ to V _{3 of} the width a of the flow channels 8. The formation 9 thus protrudes at the tip of the corners each about V ^_3-2 / ₃ of the width a in the '5 flow channel 8. Preferably, corresponds to the radius r of about half the width a.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel hat die Ausformang 9 zwischen den Plattenabschnitten 4,5 den Radius r von etwa a/2, während der Radius zwischen den Plattenabschnitten 5,6 kleiner ist Das Ausführungsbeispiel nach Fig.2 zeigt an beiden Eckbereichen Ausformungen 9 mit dem Radius r = a/2. In the example shown in FIG. 1, the shape 9 between the plate sections 4, 5 has the radius r of approximately a / 2, while the radius between the plate sections 5, 6 is smaller with the radius r = a / 2.

Strömt das mit Flüssigkeitströpfchen belaaene Gas in den Darstellungen nach den F i g. 1 und 2 beispielsweise von links nach rechts, so prallt es zunächst auf den Plattenabschnitt 4, an dem ein Teil der Flüssigkeitströpfchen unter Bildung eines Films abgeschieden wird. Der Film wird zu der in den Strömungskanal 8 ragenden Ausformung 9 gedrängt und gelangt kurz vor dieser Ausformung 9 in einen rinnenförmigen Totraum 12, in dem es nach unten abfließen kann. Im weiteren Verlauf wird der Gasstrom von der Ausformung 9 auf den im Strömungskanal 8 gegenüberliegenden Plattenabschnitt 4 gelenkt und dabei durch den verengten Strömungsquerschnitt beschleunigt so daß die Tröpfchen mit hoher Geschwindigkeit aufprallen und abgeschieden werden. Der dabei gebildete Flüssigkeitsfilm wird weiterhin in die von der Ausformung 9 gebildete Rinne 10 gedrängt die einen Totraum zum Abfluß bildet Da die Rinne 10 einen nicht vom Gas angeströmten Bereich hat, wird ein Abriß verhindert, wobei durch die Umlenkung des Gasstromes in der Rinne 10 ein mit einer Wirbelbildung verbundener Staudruck entsteht Das in den Strömungskanal 8 zwischen die Plattenabschnitte 5 umgelenkte Gas gelangt dann zur folgenden Ausformung 9 zwischen den Plattenabschnitten 5,6, wo sich der Abscheidevorgang spiegelbildlich wiederholtIf the gas laden with liquid droplets flows in the representations according to FIGS. 1 and 2 for example from left to right, it first hits the plate section 4, on which some of the liquid droplets deposited to form a film. The film becomes that protruding into the flow channel 8 Formation 9 pushed and reaches shortly before this formation 9 in a channel-shaped dead space 12, in which it can flow downwards. In the further course of the gas flow from the formation 9 to the im Flow channel 8 opposite plate section 4 steered and thereby through the narrowed flow cross-section accelerated so that the droplets impinge at high speed and deposited will. The liquid film formed in the process continues to flow into the channel formed by the recess 9 10, which forms a dead space to the drain, because the channel 10 is an area where the gas does not flow has, a demolition is prevented, with the deflection of the gas flow in the channel 10 with a Dynamic pressure associated with the formation of a vortex is created in the flow channel 8 between the plate sections 5 deflected gas then reaches the following formation 9 between the plate sections 5,6, where the separation process is repeated in mirror image

Um die Umlenkung des Gasstroms über der Rinne 10 zu verbessern, kann entweder, wie es F i g. 3 zeigt der Plattenabschnitt 4, oder (nicht dargestellt) der Plattenabschnitt 5 in die Rinne 10 ragen und einen Steg 11 bilden, der auch in der Art von Leitschaufeln umgebogen sein kann. Vorzugsweise ragt dieser Steg 11 bis etwa zur Mittelachse der Rinne 10.In order to improve the deflection of the gas flow over the channel 10, either, as shown in FIG. 3 shows the Plate section 4 or (not shown) the plate section 5 protrude into the channel 10 and have a web 11 form, which can also be bent in the manner of guide vanes. This web 11 preferably protrudes up to approximately the central axis of the channel 10.

Wegen der spiegelbildlichen Gestaltung kann der Tropfenabscheider 1 (vgl. Fig. 1 v.;d 2) mit gleicher Wirkung auch umgekehrt von rechts nach !inks durchströmt werden. Das gilt auch für die Ausführung nach F i g. 3.Because of the mirror-image design, the droplet separator 1 (see. Fig. 1 v.; D 2) with the same Effect also vice versa from right to! Inks are flowed through. This also applies to the design according to FIG. 3.

Je nach den technischen Anforderungen können die Abscheiderplatten 2 in Strömungsrichtung mit beliebig vielen Umlenkungen und Ausformungen 9 versehen werden. Ebenso ist es möglich, mehrere kleinere Einheiten paketartig hintereinander anzuordnen. Weiterhin können im mittleren Bereich der Plattenabschnitte bedarfsweise zusätzliche, etwa halbkreisförmig ausgeformte Fangrinnen angeordnet sein, die ebenfalls mit teilabdeckenden Stegen versehen sein können.Depending on the technical requirements, the separator plates 2 can be used in any direction in the flow direction many deflections and formations 9 are provided. It is also possible to have several smaller ones To arrange units one behind the other like a packet. Furthermore, in the middle area of the plate sections if necessary, additional, approximately semicircular shaped guttering can be arranged, which also can be provided with partially covering webs.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims (3)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Vorrichtung zum Abscheiden von Flüssigkeitstropfen aus strömenden Gasen, bestehend aus in einem horizontalen Strömungsrohr mit Abstand voneinander stehend angeordneten und in Strömungsrichtung zlckzackförmig geformten, Strömungskanäle bildenden Abscheiderplatten, welche1. Device for separating liquid droplets from flowing gases, consisting of in a horizontal flow pipe spaced apart and arranged standing in the direction of flow zigzag-shaped flow channels forming separator plates, which in wenigstens einem Eckbereich der etwa rechtwinklig zueinander verlaufenden Plattenabschnitte eine durch Ausformung gebildete, vertikal verlaufende Fangrinne mit einem teilkreisförmigen Querschnitt aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß der teilkreisförmige Querschnitt der Ausformung (9) einen etwa '/3 bis V3 der Breite (a) der Strömungska- '⁵ näle (8) entsprechenden Radius (r) hat und daß die vertikale Mittelachse der Ausformung (9) entlang der gedachten Schnittlinie der beiden zugehörigen Plattenabschnitte (4,5 bzw.5,6) verläuft.have in at least one corner area of the plate sections running approximately at right angles to one another a vertically running gutter formed by molding and having a part-circular cross-section, characterized in that the part-circular cross-section of the molding (9) is approximately 1/3 to V3 of the width (a) of the flow channel - '5 channels (8) has a corresponding radius (r) and that the vertical central axis of the formation (9) runs along the imaginary line of intersection of the two associated plate ^{sections (4, 5 and 5, 6).} 2. Vorricjnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- -« zeichnet, daß der Radius (r) der Ausformungen (3) etwa der halben Breite (a) der Strömungskanäle (8) entspricht.2. Vorricjnung according to claim 1, characterized in that the radius (r) of the formations (3 ) corresponds to approximately half the width (a) of the flow channels (8). 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß einer der beiden Plattenab- -'5 schnitte (4 bis 6) unter Bildung eines Steges (11) bis etwa zur Mittelachse in die von der Ausformung (9) gebildete Rinne (10) ragt.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that one of the two Plattenab-'5 cuts (4 to 6) to form a web (11) to protrudes approximately to the central axis in the groove (10) formed by the recess (9).